DPSc6000系列的基本特点
浅谈C2000 C5000和C6000的内部结构及区别
浅谈C2000C5000和C6000的内部结构及区别姓名：王莎班级：SJ1239学号：201221902003摘要：随着计算机和数字信号处理技术的快速发展和广泛应用，数字信号处理(DSP)引发了工业设计的革命，成为了工程实现的关键。
本文通过TI公司的TMS320C2000、TMS320C5000和TMS320C6000三大主流芯片内部结构介绍和比较，得出了它们之间的不同和共同点，并对它们进行了对比性说明。
关键词：DSP；内部结构；比较Abstract：With the computer and digital signal processing technology rapid development and the widespread Abstract:application,digital signal processing (DSP)has brought the industrial design revolution and become the key to the realization of the project.This paper introduces the Texas instruments(TI) company three mainstream chip internal structures,TMS320C5000、TMS320C2000and TMS320C6000,which are introduced and compared for all series of chips to know the different and common points between them,and has carried on the comparative to their specifications.Keywords：DSP；Internal structure；comparison1.前言世界上第一个单片DSP芯片是1978年AMI公司发布的S2811，1979年美国Intel公司发布的商用可编程器件2920是DSP芯片发展史上一个重要的里程碑。
第2章 TMS320C6000系列DSP硬件结构
二级内部存储器
• 2．一级数据Cache（L1D） • 一级数据Cache（L1D）是含有64个集的4KB的双路联合集缓存，每 行大小为32字节，由于存取的最小单位为字，所以每一个申请提交的 地址的最低2位都将被L1D忽略，位2作为字地址，位3和位4作为4个8 字节子行的选择子，其后的6位选择缓存中相应的组，地址中剩余的 其他位作为申请数据的唯一标示，如图2-27所示。
外部存储器接口
当同时存在多个请求同时到达，EMIF根据优先级进行仲裁并响应各 个请求。TMS320C620x/C670xDSP中的EMIF位置如图2-30的阴影部 分。
外部存储器接口EMIF
• 1．TMS320C6201/C6701的外部存储器接口 • 图2-31为TMS320C6201/C6701外部存储器接口信号图。表2-17为接 口信号的详细说明。
TMS320C62x/C67x/C64x系列DSP的CPU 数据通路分别如图所示。 其数据通路的主要组成部分如下：
第2章TMS320C6000DSP芯片概述
第26/100页
DM642的结构框图
The Video Port 0 (VP0) peripheral is muxed with the McBSP0 peripheral and the McASP0 control pins.
数字信号处理器原理A
第2章 TMS320C6000 DSP芯片概述
西安邮电大学 通信与信息工程学院 2014年3月
目录
第2章 TMS320C6000 DSP芯片概述
2.1 DSP芯片概述 2.1.1主要类型 2.1.2 TI公司的DSP芯片 2.1.3 TI公司DSP芯片的命名规则
2.2 TMS320DM642 DSP芯片概况 2.2.1 DM642概述 2.2.2 DMS642的器件特性 2.2.3 DM642原理框图 2.2.4 DM642的应用领域
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本章学习目标
了解DSP芯片的分类; 了解TI公司的DSP芯片类型； 掌握TI公司芯片的命名规则； 掌握DM642芯片的器件特性、原理框图； 了解DM642芯片的应用领域；
知识要点：
DM642的器件特性、原理框图。
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前言
随着信息技术的高速发展，数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)的应用范围越来越广，普 及率越来越高;
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2.1 DSP芯片概述
TMS320C5000系列DSP芯片：
适合通信设备的开发，如媒体播放器、3G电话、电 子图书、无线Modem、GPS接收装置、指纹识别 系统等；
理光全新VC60000高速喷墨印刷机从传统印刷到数字印刷转换的新里程
理光全新VC60000高速喷墨印刷机从传统印刷到数字印刷转换的新里程作者：来源：《印刷技术·数字印艺》2015年第04期2014年10月2日，Ricoh Asia Pacific（理光亚太公司）在新加坡推出最新的连续纸喷墨平台RICOH Pro VC60000，该系统与理光的软件产品一起，可加快从传统印刷到数字印刷的迁移速度。
在Print China 2015展会上，RICOH Pro VC60000高速喷墨印刷机将完成其在亚洲地区的首秀。
RICOH Pro VC60000支持多种喷墨连续纸张，使用压电喷头技术，采用分辨率为1200dpi×1200dpi的独有多点喷墨技术；其可采用双面系统，印刷幅面在165～520mm；机器采用轮转供纸方式，其印刷速度可高达120米/分钟；每月印量高达4000万页，且最高可印刷定量达250g/m2的高光涂布纸张；系统还可以选配一套底涂和印后保护性上光装置。
在应用方面，RICOH Pro VC60000的以下特点让人印象深刻。
高效运作品质可与传统印刷相媲美理光有着25年的喷墨核心技术开发经验，RICOH Pro VC60000高速喷墨印刷机使用了理光最新一代喷墨前端技术和高密度颜料墨水，其打印头的物理分辨率高达每英寸1200点。
借助RICOH Pro VC60000的像素级动态可变墨滴技术，用户可以生产出接近传统印刷质量的产品。
RICOH Pro VC60000的可选保护涂层模块为保护重要文档提供耐擦性和耐磨性，借助可选的底部涂层模块，可支持更多介质，如各种胶印铜版纸、喷墨纸、再生纸等，其输出品质可以媲美传统印刷设备。
RICOH Pro VC60000每小时能够生产100000多页A4纸，理光可以为刚使用或正在使用数字印刷并希望整合和精简操作流程的客户，提供功能丰富的整体解决方案。
RICOH Pro VC60000的技术性能有助于企业从传统印刷向更高效的数字印刷工艺过渡，帮助商业出版商大大缩短印前准备时间，以更经济高效的方式运行，同时保持印刷产品的高品质。
c2000,c5000,c6000系列DSP编程方法
二、TI公司三大系列内部结构的简介 1、C2000系列的内部结构1，C2000系列基于改进的哈佛结构，支持分开的程序空间和数据空间。
还有第三个空间，即I/O空间，用于片外总线接口。
外设总线映射到数据空间，因此，运行在数据空间的所有指令，都可以运行于所有的外设寄存器。
C2000系列的CPU包括：一个32位的中心算术逻辑单元(CALU)、一个32位的累加器(ACC)、CALU具有输入和输出数据定标移位器、一个16x16位乘法器、一个乘积定标移位器、数据地址产生逻辑：包括8个辅助寄存器和1个辅助寄存器算术单元(ARAU)、程序地址产生单元C2000系列采用2xLPASIC核，其内部设有6组16位的数据与程序总线。
这6组总线是：PAB(ProgramAddr．Bus)程序地址总线DRAB(Data-ReadAddr．Bus)数据读地址总线； DWAB(Data-WriteAddr．Bus)数据写地址总线； PRDB(ProgramReadBus)程序读总线；DRDB(DataReadBus)数据读总线；DWEB(DataWriteBus)数据写总线。
将数据读地址总线(DRAB)和数据写地址总线(DWAB)分开，CPU就可以在同一个机器周期内读和写数据。
C2000系列具有以下类型的片内存储器：双访问RAM(DARAM)，即一个机器周期内可以访问两次的存器；FlashEEPROM或工厂掩模的ROM。
C2000系列的存储器分为单独可选择的4个空间，总共的地址范围为224K字：程序存储器(64K字)；局部数据存储器(32K字)；全局数据存储器(64K字)；输入／输出(64K字)。
2、C5000系列的内部结构C5000系列中央处理单元CPU包括算术逻辑单元、乘法器、累加器、移位寄存器、各种专门用途的寄存器、地址发生器、比较选择单元、指数编码器。
具体内容如下①先进的多总线结构，具有1条程序存储器数据总线、3条数据存储器数据总线和4条地址总线；②40位算术逻辑单元(ALU)，包括40位的桶形移位寄存器和2个独立的40位的累加器；③17位乘17位的并行乘法器与一个40位的专用加法器结合在一起，用于单周期乘／累加操作；④比较、选择和存储单元(CSSU)，用于Viterbi操作(一种通信的编码方式)中的加/比较选择；⑤指数编码器用于在单周期内计算40位累加器的指数值；⑥2个地址生成器，包括8个辅助寄存器和2个辅助寄存器算术单元[6]。
C6000系列DSP体系结构介绍
C6000系列DSP体系结构介绍C6000 体系结构和汇编语言远见品质General DSP System Block DiagramInternal MemoryInternal BusesExternal MemoryCentral Processing UnitP E R I P H E R A L S远见品质C6000 CPU ArchitectureVLIW, Very Long Instruction word远见品质C6201/04/05 片内存储器远见品质C6701片内存储器远见品质C64x 片内2级存储器C64的 L1D的存储体结构：8×32bit 。
（32B） L1D行：64B。
共128组（4K字）远见品质程序员角度的DSP结构：存储器的层次片外存储器片内存储器数据寄存器处理单元远见品质C62xx CPU Core远见品质C67xx CPU Core远见品质C64xx CPU Core远见品质u u u u u u u u u u u u u一条C6000的指令和其机器码C6000: ADD .D2 B5,B4,B4 ADD (.D2 or.D1) src2,src1,dst1 00000010000101001000100001000010 000 0 00100 00101 00100 010000 10000 1 0 (1) (2) (3) （4） (5) （6）（7）（8）（9）(1) 条件寄存器: A1,A2,B0~2; C64添加A0 (2) z，指定条件寄存器的判断条件 (3) dst，目的 (4) src2，源2 (5) src1, 源1 (6) 操作码：设定唯一指令的码，sint，2个源和目标都为有符号整数且功能单元为D时的操作码就是010000 ； (7) 固定值 (8) s，选择A边寄存器还是B边寄存器 (9) p，是否并行远见品质对比：8086的ADD指令8086/8088 一条指令长1~6字节 8086 ADD CX,DX CX和DX相加放到CX 000000 0 1 11 001 010；寻址方式和立即数，这里没有ADD (1) (2) (3) （4）（5）（1）0 reg为目的，（2）1 字处理（8086的字为16bit）, 表示操作的是CX,DX不是 CL,DL。
600V大功率可编程直流电源
DLC6000可编程直流电源技术参数DLC6000系列开关式可编程直流电源是采用PWM技术的高频开关式直流电源，模块化设计，采用先进的DSP数字控制技术，具有恒压、恒流、恒功率模式输出，可自动交叉变换，维持控制与保护兼顾特性，确保直流电源输出的高精度、低纹波、电压电流动态响应速度快，且效率高达93%；与传统的可控硅电源相比较，高频开关式直流电源具有体积小，重量轻，纹波小，功率因数高、稳定性好等优点，特别是高电压输出稳定性尤其明显；产品主要定位于电子电力生产、蓄电池行业、PCB板制造行业及通讯、PLC供电、机电老化试验、直流电机测试、自动测试系统整合、医疗器械、工业、电池充电及模拟、混合动力汽车与光伏逆变器测试研究单位、实验室对高精度直流电源的需求。
用于替代进口中大功率直流电源产品。
◇采用高速DSP进行PID运算,直接输出PWM,模块化设计，高功率密度、体积小、大大降低故障率;◇控制电路采用高速CPU,稳压精度高，纹波小;◇采用16bit高速ADC,快速精确测量电压、电流值;◇具有恒压、恒流模式输出，可自动交叉变换，维持控制与保护兼顾特性;◇具有过压、过流、过温、短路保护功能，在系统中，可开启过压(OVP),过流(OCP),并可对数值进行修改;◇具有9组记忆，可以将常用的参数(电压、电流)设定，方便使用时调用，一次可执行30组不同电压、电流、◇功率、上升时间、运行时间设定，并可连续做999999次循环测试。
运行时间最短可以设定1ms;◇提供嵌入式智能化PC机监控系统，具有RS232、(RS485)通讯接口◇数字式按键操作电压、电流、时间设定◇输入输出隔离.◇恒压、恒流可切换.◇LED、节能灯等灯具测试及老化◇开关电源、电源适配器◇电容器、电阻、继电器、晶体管、传感器等电子器件◇光伏、逆变器测试老化◇航空航天、国防军工◇电动车电机、控制器、直流马达测试及老化◇电解、电镀、腐蚀铝箔加工等◇液晶屏、触摸屏等显示器◇汽车电子、直流电机、电机控制器、点烟器、影音测试老化等型号Model DLC6150-600-250功率Power 150KW 制作方式Working开关PWM输入INPUT相数Phase3φ4W+PE 三相四线+PE电压Voltage 380V±15%频率Frequency50HZ±10%输出OUTPUT电压Voltage 0~600V 可调电流Current0~250A 可调电压纹波rms Voltage Ripple 0.2%FS(满量程)电流纹波rms Current Ripple 0.3%FS(满量程)电源调整率Load Regulation ≤±0.1%FS 负载调整率Load Regulation ≤±0.5%FS 效率Efficiency ≥93%时间精度TimeSetting0.1sec+0.1%电压解析度Voltage Resolution Vo ＜1000:0.1V ；Vo≥1000V:1V电流解析度Current Resolution 输出100A ＞Io≥10A:分辨率0.01A ；输出1000A ＞Io≥100A:分辨率0.1A ；输出Io≥1000A:分辨率1A 。
C6000芯片(C64x)构架
CPU
L2 Unified
(1MB)
EMIF
Auto via EDMA
L1 Data
(16KB)
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两级缓存的访问逻辑
CPU requests data
No Is data in L1? Is data in L2?
n n n n
Offset是字偏移地址 行容量： 64字节 Word字段选择组中相应的字 Set Index确定该组在L1D中的位置 Tag使该地址数据的一个唯一标记
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L1D的访问描述
n
n
n
CPU的数据访问如果命中L1D，将单周期返 回需要的数据。 如果没有命中L1D，命中的是L2，对于 C621x/C671x，CPU将被阻塞4个时钟周 期；对于C64x，CPU将被阻塞2~8个时钟 周期。 如果也没有命中L2，CPU将被阻塞，直到 L2从外部存储空间取得相应数据，送入 L1D，再送入CPU。
CPU
P E R I P H E R A L S
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TMS320C62xx/64xx/67xx结构框图
程序读入及 指令译码、 分配机构 芯片测试和 仿真端口及 其控制逻辑
程序执行机构
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1 3 2 4
5
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C6000系列DSP
1.它的预算速度能够达到800MIPS，并拥有高效的C编译器。
2.C6000系列每个周期能够执行8条32为的指令，它的内核CPU由两个寄存
器A和B组成，并且具有8个32位字长的功能单元，其中两个乘法器和六个算术逻辑运算单元（ALU）。
3.C6000系列的组要特点：
指令打包功能：给定代码大小等效于8条指令，可以穿星火并行执行以减小代码的长度，减少程序的取指时间和系统的功耗。
所有指令有条件执行；
支持40位的算术运算，能够为各种高强度计算和编码提供附加精度；
C62X/ C64X/ C67X有32位的字节可寻址地址空间。
内部存储器（片上）分为独立的数据空间和程序空间。
DMA控制器，无需CPU参与就可以在存储器映射中的不同地址范围间传输数据，DMA控制器有四个可编程通道和一个辅助通道。
EDMA控制器，与DMA控制器的功能能相同，有16个可编程通道还有一个RAM空间为未来所需的传输保持多种配置。
4.通用寄存器组
C6000有两组通用寄存器A和B。
C62x/C67x每个寄存器组有16个32位寄存器（A组A0~A15，B组B0~B15）。
这些通用寄存器可以当做数据、数据地址指针或条件寄存器使用。
C64x则有32个32位的通用寄存器（A组A0~A31，B组B0~B31）。
5.数据通路的功能能单元
C6000系列数据通路的功能单元可以被分为两组，每组四个(.L1, .S1 . .M1 , .D1 , 和.L2, .S2 , .M2 , .D2),对应的功能相同。
他们分别执行特定的定点运算和浮点运算。
6.寄存器交叉通路
每个功能单元直接对各自数据通路的寄存器进行读写。
即.L1, .S1, .M1，和.D1单元写入寄存器组A，.L2, .S2, .M2,和.D2单元写入寄存器组B。
寄存器组通过交叉通路1X和2X与另一个寄存器组的功能单元相连。
这两个交叉通路允许一个同路的功能单元访问另一个通路寄存器的32位操作数，其中通路A的功能单元通过交叉通路1X访问寄存器B的资源，通路B的功能单元通过交叉通路2X访问A的资源。
对C64X，当一条指令试图通过交叉通路读取一个被上一周期更新的寄
存器时，将引入一个延时时钟周期，这个周期称为交叉通路阻塞。
这种阻塞是通过硬件自动插入的，无需NOP指令。
需要注意的是，如果要读取的寄存器中存放了LDX指令的结果数据，将不会发生阻塞。
7.存储器存取通路
C64X支持双字的读取和存储，利用四个32位的通路将存储器中的数据读取到寄存器中。
在A寄存器组中，LD1a是低32位数据的读取通路，Ld1b是高32位的数据读取通路。
在B寄存器组中，LD2a是低32位数据的读取通路，Ld2b是高32位的数据读取通路。
ST1a和ST1b分别是A组中的低32位和高32 位的写通路。
ST2a和ST2b则分别是B组中的低32位和高32 位的写通路。
8.数据地址通路
数据是地址通路都与两个数据通路中的.D单元相连，这就允许任一侧通路产生的数据地址均可以访问任何寄存器的数据。
9.控制寄存器
对控制寄存器进行读写操作的功能单元是.S，访问控制寄存器的指令为MVC。
通过一些其他的方法可以访问控制寄存器的某些位。
C62X/C67X和C64X内核通用的控制寄存器：
AMR(寻址模式寄存器)：分别指定8个寄存器的寻址模式（线性寻址或循环寻址），也包括循环寻址的大小。
CSR(控制状态寄存器)：包含全局中断使能位，高速缓存控制位及其他控制和状态位。
IFR(中断标志寄存器)：显示中断状态。
ISR(中断设置寄存器)：允许手动设置挂起的中断。
ICR(中断清除寄存器)：允许手动清除挂起的中断。
IER(中断时能寄存器)：允许使能/禁止单个中断。
ISTP(终端服务表指针)：指向中断服务表的起点。
IRP(中断返回指针)：含有可屏蔽中断返回的地址。
NRP(非可屏蔽中断返回指针)：含有非可屏蔽中断返回的地址
PCE1(程序计数器，E1节拍)：含有E1节拍中获取报的地址。
10.与C62X相比C64X的特点
附加的功能单元硬件：
（1）每个.M单元每时钟周期可以执行开两个16*16位乘法或则4个8*8位乘法。
（2）C64X的.D单元可以使用非对齐读取和存取指令，访问任何字边界的字和双字，而C62X只能提供对齐的读取和存储指令。
（3）.M单元的位计数和反转硬件将所支持的运算扩展到位级。
指令集正交性增强：
（1）除了.S和.L单元。
.D单元也能够执行32位逻辑指令，作为.S和.L单元的补充。
（2）C64X的.D单元直接支持双字的读取和存储指令，C62X不支持双字的读取和存储。